Единство жизни

Единство жизни

Единство жизни не менее замечательно, чем ее многообразие. Большинство форм жизни во многих отношениях схожи. Универсальное биологическое сходство чрезвычайно поразительно на биохимическом уровне. От вирусов до человека, наследственность кодируется всего в двух химически сходных структурах: ДНК и РНК. Генетический код столь же прост, сколько и универсален. Существует только четыре генетические «буквы» ДНК: аденин, гуанин, тимин и цитозин. Тоже и в случае с РНК, только вместо тимина используется урацил. Все эволюционное развитие живого мира имеет место не благодаря изобретению новых «букв» генетического «алфавита», а благодаря созданию все новых и новых комбинаций этих «букв».

Универсальным является не только генетический код ДНК и РНК, но также метод перевода последовательности «букв» в ДНК и РНК в последовательность аминокислот в белках. Эти 20 аминокислот создают бесконечное разнообразие белков всех, или по меньшей мере большинства организмов. Различные аминокислоты закодированы 1–6 нуклеиновыми триплетами в ДНК и РНК. И биохимическая универсальность простирается за пределы генетического кода и его преобразования в белки: поразительное единообразие торжествует в клеточном метаболизме самых отличных друг от друга живых существ. АТФ, биотин, рибофлавин, гемы, передоксин, витамины К и В12, фолиева кислота являются инструментами метаболического процесса повсюду.

Что означает эти биохимическая или биологическая универсальности? Они предполагают, что жизнь возникла из неодушевленной материи лишь однажды и что все организмы, вне зависимости от сегодняшнего разнообразия, в остальных отношениях сохраняют базовые свойства изначальной жизни. (Также возможно, что происхождений жизни было несколько или даже больше; но потомки только одного существа выжили и населили землю.) Но что если эволюции не было и каждый из миллионов видов был создан отдельным распоряжением? Как бы там ни было оскорбительным для чувств и разума верующих должна являться попытка антиэволюционистов обвинить Творца в обмане. Поскольку они должны настаивать на том, что Он умышленно упорядочил вещи в точности так, как если бы Его способом творения была эволюция, тем самым целенаправленно вводя в заблуждение искренних искателей истины.

Замечательные достижения последних лет в молекулярной биологии делают возможным понимание того, как различные приспособления организмов возникают из таких однообразных материалов: протеины состоят всего лишь из 20 видов аминокислот и кодируются только ДНК и РНК, состоящими всего лишь 4 видов нуклеотид. Поразительно простой метод. Все английские слова, предложения, главы и книги составлены из последовательности 26 букв алфавита. (Морзянкой они могут быть переданы всего 3 знаками: точка, тире и пробел.) Значения слов или предложений определяется не только тем из каких букв состоит последовательность. Также в наследственности: она кодируется последовательностью генетических «букв» нуклеотидов в ДНК. А буквы переводятся в последовательность аминокислот в белках.

Молекулярные исследования позволяют приблизится к точным измерениям степени биологического сходства и различия между живыми организмами. Некоторые виды ферментов и других белков являются квази-универсальные, или по крайней мере широко распространёнными в живой природе. Их функционирование схоже в различных организмах, в которых они являются катализаторами сходных химических реакций. Но когда такие белки обособлены и их структура химически определена они снова встречаются, чтобы содержать более или менее (они зачастую создают более-менее) различные последовательности аминокислот в различных организмах. Например, так называемая альфа-последовательность гемоглобина обладает почти идентичной последовательностью аминокислот у человека и шимпанзе, но они отличаются одной аминокислотой (из 141) у гориллы. Альфа-последовательность человеческого гемоглобина отличаются от гемоглобина крупнорогатого скота 17-ю аминокислотными замещениями, 18-ю от лошади, 20-ю от осла, 25-ю от кролика, и 71-ю от рыбы (карпа).

Цитохром С является ферментом, который играет значительную роль в метаболизме аэробных клеток. Это верно для большинства различных организмов от человека до плесени. Е. Марголиаш, В.М. Фитч и другие сравнили последовательность аминокислот в цитохроме С в различных ответвлениях живой природы. Были выявлены наиболее примечательные сходства и различия. Цитохром С различных порядков млекопитающих и птиц различался в 2-17 аминокислотах, классах позвоночных в 7-38, и позвоночных и насекомых в 23–41; животные отличались от дрожжей и плесени в 56–72 аминокислотах. Фитч и Марголиаш предпочли выразить полученные данные в том, что называется «минимальным мутационным расстоянием». Как упоминалось выше, различные аминокислоты кодируются разными триплетами нуклеотидов ДНК генов; этот код сегодня неизвестен. Большинство мутаций затрагивают единицы нуклеотид где-то в цепочки ДНК, кодирующей данный белок. Следовательно, можно вычислить минимальное количество единичных мутаций, необходимых для изменения цитохрома С одного организма в другой. Минимальная мутационная дистанция между цитохромом С человека и других живых существ следующая:

Обезьяна 1

Цыплёнок 18

Собака 13

Пингвин 18

Лошадь 17

Черепаха 19

Осел 16

Гремучая змея 2

Cвинья 13

Рыба (тунец) 31

Кролик 12

Муха 33

Кенгуру 12

Моль 36

Утка 17

Плесень 63

Голубь 16

Дрожжи 56

Важно отметить, что последовательность аминокислот в данном виде белка варьируется в одном виде также как от вида к виду. Очевидно, что различия среди белков на уровне видов, родов, семейства, порядка, класса и типа углубляются элементами, которые также претерпевают изменения среди особей данного вида. Индивидуальные и групповые различия различаются лишь количественно, но не качественно. Доказательства подтверждающие вышеприведенное утверждение обильны и продолжают быстро прирастать. Большая работа была проделана в последние годы в области индивидуальных изменений последовательности аминокислот гемоглобина человеческой крови. Было зафиксировано более 100 различных вариаций. Большинство из них включают в себя замену единственной аминокислоты — замену, возникшую в следствии мутаций в организме, в котором они были выявлены или же в его предках. Как и ожидалось, некоторые из этих мутаций вредны для носителей, другие же очевидно нейтральны или даже благоприятны для конкретных условий окружающей среды. Некоторые мутантные виды гемоглобина были открыты только в одной особи или одном семействе; другие же неоднократно были открыты среди обитателей различных частей мира. Я утверждаю, что все эти замечательные открытия имеют смысл в свете эволюции; иначе же они представляются бессмыслицей.